《深刻理解JVM》读书笔记

抽时间从新读了一遍《深刻理解JVM》一书。如下为摘录内容。

1 java内存区域

java虚拟机运行时数据区

1.1 程序计数器

是一块较小的内存空间，能够看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。每条线程都有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响。

1.2 java虚拟机栈

描述的是java方法执行的内存模型：每一个方法在执行的同时都会建立一个栈帧用于存储局部变量表、操做数栈、动态连接、方法出口等信息。

局部变量表存放了编译器可知的各类基本数据类型、对象引用和returnAddress类型。

1.3 本地方法栈

虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务，二本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。

1.4 java堆

被全部线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时建立。java堆是垃圾收集器管理的主要区域，所以不少时候也被叫作GC堆。

1.5 方法区

各个线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

1.6 运行时常量池

方法区的一部分。须要注意的是string的intern方法在jdk1.6先后的不一样。jdk1.6以后常量池放到了堆中。

1.7 直接内存

并非虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机规范中国定义的内存区域。NIO引入的通道和缓冲区可使用native函数库直接分配对外内存。

2 垃圾收集器与内存分配策略

2.1 判断对象是否存活的算法：

引用计数算法：很难解决对象之间相互循环引用的问题

可达性分析算法：经过一系列GC Roots的对象做为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路线称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证实此对象是不可用的。

2.2 垃圾收集算法

标记-清除算法：效率低，空间碎片化

复制算法：运行简单高效，代价高，下降了一半的使用率

标记-整理算法

分代收集：新生代用复制算法，老年代用标记整理算法

3 虚拟机类加载机制

加载、验证、准备、解析、初始化。

3.1 有且只有5种状况必须当即对类进行初始化

1）遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条指令字节码时，若是类没有进行过初始化，则须要先触发其初始化。

2）使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候，若是类没有进行过初始化，则须要先触发其初始化。

3）当初始化一个类的时候，若是发现其父类尚未进行过初始化，须要先触发其父类的初始化。

4）当虚拟机启动时，须要制定main，虚拟机会先初始化main类。

5）当使用jdk1.7的动态语言支持时，若是java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，而且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则须要先触发其初始化。

3.2 类加载的过程

3.2.1 加载

1）经过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流

2）将这个字节流所表明的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构

3）在内存中生成一个表明这个类的java.lang.Class对象，做为方法区这个类的各类数据的访问入口。

3.2.2 验证

确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，而且不会危害虚拟机自身的安全。

文件格式验证——元数据验证——字节码验证——符号引用验证

3.2.3 准备

正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。这时候进行内存分配的仅包括类变量（被static修饰的变量），二不包括实例变量。

3.2.4 解析

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。

类和接口的解析、字段解析、类方法解析、接口方法解析

3.2.5 初始化

类初始化阶段是类加载过程的最后一步。在准备阶段，变量已经赋过一次系统要求的初始值，而在初始化阶段，则根据程序员经过程序指定的主观计划去初始化类变量和其余资源，或者能够从另外一个角度来表达：初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。

4 java内存模型

硬件的效率与一致性

java内存模型（JMM）

线程、主内存、工做内存之间的交互关系
java内存模型规定了全部的变量都存储在主内存中，每条线程有本身的工做内存，线程的工做内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝，线程对变量的全部操做（读取、赋值）都必须在工做内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量。线程间变量值的传递均须要经过主内存来完成。

java内存模型时围绕着在并发过程当中如何处理原子性、可见性和有序性这三个特征来创建的。

• 原子性：经过read、load、assign、user、store、write操做来保证。经过lock和unlock也能够知足。
• 可见性：可见性是指当一个线程修改了共享变量的值，其余线程可以当即得知这个修改。Java内存模型是经过在变量修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值这种依赖主内存做为传递媒介的方式来实现可见性的，不管普通变量仍是volatile变量都是如此，普通变量与volatile变量的区别是，volatile的特殊规则保证了新值可以当即同步到主内存，以及每次使用前当即从主内存刷新。volatile保证了多线程操做时变量的可见性，二普通变量不能保证这一点。（synchronized和final关键字）
• 有序性：volatile和synchronized保证线程之间操做的有序性，volatile自己就包含了禁止指令重排序的语义。

先行发生原则 保证了咱们大多数状况下不用关心太多。